一种基于玉米秸秆衍生多孔碳的锌碘电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于玉米秸秆外壳衍生多孔碳的锌碘电池正极材料及其制备方法。所述材料以玉米秸秆外壳为唯一碳源，经预碳化及KOH活化工艺制得具有分级孔结构的本源氮掺杂生物质炭载体，其特征为：比表面积≥1500 m2/g，微孔占比＞90%。通过真空升华法将碘负载于该载体（碘含量≥45 wt%），形成本源氮掺杂生物质炭/碘复合材料。该正极材料通过物理限域与吡啶氮化学吸附的协同作用，有效抑制多碘化物穿梭效应，使锌碘电池在2 A g‑1电流密度下实现40000次循环后容量保持率≥93%，10 A/g倍率下容量保持率＞45%。本发明专利技术兼具农业废弃物资源化利用与高性能储能器件开发的双重效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学储能材料，具体涉及一种以玉米秸秆外壳为前驱体制备的氮掺杂多孔碳/碘复合材料及其在锌碘电池正极中的应用。

技术介绍

1、锌碘电池因理论容量高、安全性好、成本低廉而备受关注，但其发展受限于多碘化物穿梭效应导致的循环寿命短和倍率性能差。现有碳载体材料（如石墨烯、碳纳米管）虽能部分缓解该问题，但存在制备工艺复杂、成本高等缺陷。玉米秸秆作为农业废弃物，年产量巨大但利用率低，焚烧处理导致严重环境污染。

2、虽然生物质碳材料已在储能领域有所应用，但未见以玉米秸秆外壳为原料，通过部位特异性碳化-活化-本源氮掺杂协同机制制备锌碘电池正极的报道。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种本源氮掺杂生物质炭/碘一体化的电极材料及其制备方法与应用，解决目前锌碘电池正极中电极材料导电性差、活性碘负载量低以及多碘离子穿梭效应等问题。

2、所述电极材料包括本源氮掺杂生物质炭载体和碘单质，所述本源氮掺杂生物质炭载体负载所述碘单质，且碘单质中的碘以无定形的形式存在于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种玉米秸秆基锌碘电池正极材料，其特征在于，由玉米秸秆外壳衍生的氮掺杂多孔碳与碘复合而成，所述多孔碳特征满足：

2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

3.一种权利要求1-2任一项所述的制备方法制备得到的锌碘电池正极材料，其特征在于，所述工作电极用途，用于制备电池工作电极且正极材料质量占比≥ 70%。

4.一种权利要求1-3任一项所述的制备方法制备得到的锌碘电池正极材料，其特征在于，所述工作电极用途，用于制造锌碘电池。

【技术特征摘要】

1.一种玉米秸秆基锌碘电池正极材料，其特征在于，由玉米秸秆外壳衍生的氮掺杂多孔碳与碘复合而成，所述多孔碳特征满足：

2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

3.一种权利要求1-2任一项所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛闻，马远华，任亚君，杨春维，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：